Nodulebakterier – betydning i naturen. Funktionerne af nitrogenfikserende bakterier og deres interaktion med planter

Indholdet af artiklen

• Hvad er nodulbakterier
• Knudebakteriens rolle i naturen
• Bælgfrugter og knuderbakterier
• Nitrogenfiksering af bakterier
• Nitrogenfixerende planter

De første jordbakterier, som menneskeheden har bemærket, er knude. Cirka 1300 knuder dannes af 13 tusind planter, og 200 bruges i landbruget, hvoraf alle har funktionen til at fikse atmosfærisk kvælstof. I jorden på en nodule sætter mikroorganismer sig ned og formerer sig – symbionter, der erstatter gødning.

Hvad er nodulbakterier

For mere end 2000 år siden bemærkede landmændene, at dårlig, udtømt jord giver afgrøder efter dyrkning af bælgplanter på dem. Følgende forsøg på at afsløre hemmeligheden var i 1838: J.-B. Bussengo besluttede, at bælgplanter løber nitrogen, men eksperimenter med et ugunstigt vandmiljø bekræftede ikke dette. I 1901 blev Azotobacter chroococcum opdaget (6 arter af slægten Azotobacter). Det første lægemiddel baseret på “jord” -bakterier Nitragin blev skabt i 1897.

Alle nodulbakterier er mikroaerofile. De er kendetegnet ved en stavformet / oval form. Rhizobium (Rhizobiales) hører til dem, der er i stand til at omdanne den gasformige nitrogenform til den opløselige, der assimileres af planter. Fakta:

1. I den udstrækning mikroorganismer påvirker afgrøden, opdeles de i aktive (beriger jorden effektivt), inaktive og inaktive (ineffektive).
2. Når der ikke er nogen fugtighed, formerer de sig ikke, derfor introduceres specielt inficerede planter i et tørt klima dybere i jorden.
3. Den optimale temperatur til reproduktion af alle repræsentanter for kvælstoffiksering er 20-30 ° C, men væksten fortsætter ved 0-35 ° C. Det bedste medium (pH) er neutralt i størrelsesordenen 6,5-7,1, men surt medfører død af kolonier.
4. Takket være eksperimenterne fra Moskva Landbrugsakademi, viste det sig, at selv med fraværet af “donorer”, forlader bakteriemateriale ikke jorden før 50 år gammel.
5. Mikroorganismer er i stand til at overleve selv betingelserne efter en atomeksplosion, modstår gammastråling og ultraviolet stråling, solstråling, men kan ikke bo ved høj temperatur.
6. Mikroorganismer har maksimal værdi for rodudvikling.

Knudebakteriens rolle i naturen

Ud over at fikse atmosfærisk nitrogen er nodulbakteriens rolle i naturen meget stor. I reproduktionsprocessen “engagerer” de sig i syntese af vitaminer, naturlige antibiotika, bidrager til rodudviklingen og derefter toppe. Fordelen er, at jordbakterierne er nitrogenfikserende type på grund af symbiose med planter:

• er en del af cyklus af stof – nitrogen;
• syntetisere fytohormoner, stimulere plantevækst;
• kan bruges som en måde til selvrensning af jord, der er kontamineret med tungmetaller med mineraliserende faktorer (naturlige / virksomheder);
• nedbryd nogle chlorforbindelser.

Bælgfrugter og knuderbakterier

Hvordan interagerer bælgfrugter og knuderbakterier? Efter infektion af planten absorberer producenterne kvælstof fra luften og omdanner det til en forbindelse egnet til fodring ikke kun af parasitten, men også til “værten”. Der er adskillige teorier om, hvordan individuelle elementer danner bakterieknuder. Planter er inficeret:

• gennem vævsskade;
• penetration gennem rodhår;
• gennemtrængning gennem unge rødder;
• tak til ledsagende bakterier.

De symbiotiske bakterier i slægten Rhizobium, som har trængt ind i roden, bevæger sig ind i dets væv og let overvinder det intercellulære rum i grupper eller enkeltceller (som i lupin). Oftere danner cellen under reproduktion infektiøse tråde (ledninger, kolonier). Deres antal varierer efter plantetype. Ofte almindelige infektionstråde, der danner en knude.

Nitrogenfiksering af bakterier

Den værdi, som nitrogenfiksering af bakterier repræsenterer er enorm: den gendanner ikke kun jorden, men giver dig også mulighed for at få rigere afgrøder end humus eller kemisk gødning. Interaktionen mellem stoffet og nitrogenfixeren sker:

• i Azotobacter (“autonom”, der ikke kræver tilstedeværelse af en plante) – enzymer på grund af ilt i cellen;
• i Rhizobium (nodulebakterier) – kun i nærvær af magnesium, svovl, jern.

Nitrogenfixerende planter

Planterne grupperer arter, hvori nitrogenfikserende bakterier er opdelt. I landbruget tager de hensyn til, at bælgplanter ikke er de eneste “ejere” af naturlig gødning, der hjælper med at absorbere atmosfærisk kvælstof. Andre planter, der er attraktive for kvælstoffiksering, er for eksempel:

• kløver;
• lucerne;
• kløver;
• bønner, ærter (ikke kun mad, men også ko), vink, rang;
• sojabønner;
• lupin og seradella.